新型气吸式播种机的试验设计及分析.pdf

2 0 1 1 年第8 期 总第2 4 1 期 农业装备与车辆工程 A G R I C U L T U R A LE Q U I P M E N T V E H I C L EE N G I N E E R I N G N o 82 0 1 l T o t a l l y2 4 1 农业装备技术 d o i 1 0 3 9 6 9 乃 is s n 1 6 7 3 3 1 4 2 2 0 1 1 0 8 0 0 1 新型气吸式播种机的试验设计及分析 张强也 许子森2 蔡善儒1 付君 1 山东理工大学农业工程与食品科学学院 山东淄博2 5 5 0 4 9 2 淄博市农业机械管理局 山东淄博2 5 5 0 4 9 3 山东省农业机械科学研究所 山东济南2 5 0 1 0 0 摘要 对气吸式排种器工作性能影响参数进行了理论分析 应用正交试验的方法研究排种盘转速 真空室气压 变化和种子形状对排种性能的影响 试验表明 影响排种性能的主要因素是排种器孔型 排种盘转速和吸盘两 侧气压差 关键词 气吸式 精量播种 创新研究 播种质量 影响因素 中图分类号 2 2 3 2 5文献标识码 A 文章编号 1 6 7 3 3 1 4 2 2 0 1 1 0 8 0 0 0 1 0 3 E x p e r im e n t a lD e s ig na n dA n a l y s iso fI n n o v a t iv eA ir s u c t io nS e e d e r Z h a n gQ ia n s l X uZ is e n 2 C a iS h a n r u l F uJ u n a 1 S c h o o lo fA g r ic u l t u r a la n dF o o dE n g in e e r in g S h a n d o n gU n iv e r s it yo fT e c h n o l o g y Z ib o2 5 5 0 4 9 C h in a 2 Z ib oA g r ic u l t u r a lM a c h in e r yA d m in is t r a t io nB u r e a u Z ib o2 5 5 0 4 9 C h in a 3 S h a n d o n gA g r ic u l t u r a lM a c h in e r yR e s e a r c hI n s t it u t e J in a n2 5 0 1 0 0 C h in a A b s t r a c t T h ew o r kp e r f o m m n c ein f l u e n c ep a r a m e t e r so fa ir s u c t io ns e e dm e t e f in gd e d c ea r et h e o r e t ic a l l ya n a l y z e d in f l u e n c e o fm e t e r in gt r a yr o t a t in gs p e e d v a c u u mc h a m b e ra irp r e s s u r ev a r ie t ya n ds e e ds h a p et ot h em e t e r in gp e r f o r m a n c eiss t u d ie db y o r t h o g o n a le x p e r im e n LT h ee x p e r im e n ts h o w st h a tt h em a inf a c t o r sin f l u e n c in gt h em e t e r in gp e r f o r m a n c e 虢m e t e r in gd e v ic e h o l et y p e m e t e r in gt r a yr o t a t in g8 p e e da n dt h ea irp r e s s u r ed if f e r e n c eb e t w e e nt h et W Os id e so fs u c t io nt r a y K e y w o r d s a ir s u c t io n p r e c is io ns e e d e r c r e s t l v er e s e a r c h p l a n t in gq u M it y in f l u e n c in gf a c t o r 0 前言 新型气吸式播种机具有易于实现单粒定株距 精确播种 苗齐 节省种子 作业速度高等许多优 点 但对种子的形状尺寸要求严格 一种播种器只 能播一种作物 适应性差 该播种机在普通气吸式 播种机的基础上做了创新设计和试验 将排种盘 孔型设计为橡胶材料的弹性形孔 使一个吸种盘 能对各种形状和尺寸的种子进行排种和布种 种 盘为刚性圆盘 均匀分布8 个圆孔 圆空内镶嵌弹 性橡胶材料的弹性形孔 种子在吸种孔处 由于吸 种盘两侧存在气压差 弹性形孔将随种子的尺寸 形状的不同发生相应变形 种子就能够紧紧贴紧 吸种口 随着吸种盘的转动到达预定的位置 卸压 后 种子下落 1 排种器结构设计 收稿日期 2 0 1 1 0 4 2 6 作者简介 张强 1 9 8 5 男 硕士研究生 研究方向 农业机械化 工程 对创新研究前播种机的排种器的主要结构参 数 性能影响因素进行正交试验分析 以确定排种 器性能的较优参数 播种机主要技术参数见表l 表1 技术参数 参数值 行数 行 行距 c m 穴 株 E P J c m 播种深度 c m 穴粒数 粒 种箱容积 L 工作速度 m h 配备马力 3 5 3 3 2 或1 6 1 3 5 1 3 2 1 5 0 0 2 8 0 0 1 2 马力四轮拖拉机 1 1 型孔的形状和尺寸对充种性能的影响 实验表明 扁平的玉米种子常以侧立或竖立状 态从种箱侧壁向下运动进入型孔圈 按自由落体方 程可求出直径为d 的扁平种子充种的极限速度为 f 坼 似一2 3 1 2 0 1 1 年第8 期农业装备与车辆工程 V p r D q 1 O y Z 一 式中y 广 播种机作业速度 沪 卅F 种盘直 径 g 穴粒数 卜地轮滑移率 压 卅 种盘型孔数 卜一穴距或株距 1 2 气吸式排种器的吸附能力 一个吸孔要吸住一粒种子 至少应满足以下 条件 4 1 P o d 2 D C 考虑在实际工作中 排种器受种子自然条件 吸种区种子分布情况 种子间碰撞等 和外界环 境 工作稳定可靠性系数k 影响 在最大极限条 件下 可求出气吸室所需真空度最大值凰 H w 8 0 k 蠡田枞代l 睁 心l 啭毋 式中玉 排种盘吸孔直径 c m c 种子重心 与排种盘之间的距离 e m m 粒种子的质量 k g y 一吸孔中心处的线速度 I I l s r 一吸孔处 转动半径 m g 一重力加速度 m s 2 A 种子 的摩擦阻力综合系数 入 6 一l O t a n e t d 为种子自 然休止角 后厂吸种可靠性系数 J 1 8 2 0 一般 种子千粒重小 形状近似球形时 k 取小值 I 厂工作稳定可靠性系数 k 2 1 6 2 0 种子千粒 重大时 k 选大值 2 试验装置及材料 影响气吸式播种机播种质量的因素很多 为提 高排种精度 排种器孔型应尽量采用折变吸孔 吸 孔直径不大于种子宽度的0 7 5 倍 一般取为种子 宽度的0 6 4 加 6 6 倍 采取逐渐收缩的矩形截面的 倒置抛物线型的输种管 尽量实现零速投种及降低 投种高度 因为零速投种时种子落点精度最高圆 供实验的种子为形状 大小与播种盘孔型无 太大差异的玉米 吸孔直径与所需真空度的选取 可如表2 所示 3 试验方法 表2 吸孔直径与所需真空度 试验数据统一由试验台的识别系统采集并处 理 同时人工对比以减少人为误差的影响 试验过 程中 每一工况试验各测1 0 0 穴 取排种盘运转平 一2 一 稳时的中间段 作为统计样本 重复3 次 取其平 均值 若测得株距在0 5 1 5 倍理论粒距者为合 格 小于或等于0 5 倍理论粒距者为重播 大于 1 5 倍理论粒距者为空穴 吸室真空度用真空压力 表测出 进而可计算出吸种盘两侧气压值 试验采 用正交试验设计方法 对排种盘转速n 和吸种盘 两侧气压值P 各取3 种水平进行正交试验 选用 1 4 3 4 iE 交表 排种质量因素水平取值见表3 4 试验结果和分析 试验方案和结果列于表4 中 表3 排种质量试验的因素水平 4 1 试验结果直观分析 当转速较低时 0 5 8 d s 排种器孔型采用折 表4 正交试验方案及结果 变吸孔 真空度在0 0 7 M P a 时 空穴率为6 5 2 但 当转速提高到0 9 7 r s 时 空穴率增加到8 7 2 同 理 当排种盘转速较高时 为降低空穴率 需要提 高真空压力 但此时重播率会增加 当排种盘转速 在0 9 7 r s 时 真空压力由0 0 7 M P a 下降到 O 0 5 M P a 重播率由2 3 1 上升到4 6 3 5 试验结果的方差分析 方差分析表明 参见表5 影响排种性能的主 次因素顺序为排种盘转速 排种盘转速与吸种盘 下转第8 页 农业装备与车辆I 程 的距离J 直当为2 0 2 7 皿d q 如图4 所不 过大或过 小都会影响到离合器的正常使用 挂挡时打齿严 重 进而造J 戊分离轴承 分离杠杆和离合器摩擦片 的早期磨损 目4 爵台墨的自由行程W 整 32 主离台器分离行程的调整 从主离台器分离到副离台器开始分离时应有 合适的踏板行程 如该行程过小 5 副离含器过早 分离 行程过大则剐离合器分离不彻底 正确的分 离行程为1 5 05 m m 如图5 所乐 l I 固5 主离台看分离行程调整 4 结束语 拖拉机的使用虽然很简单 但粗暴使用或者 盲日维护 一定会带来一些不必要的麻烦 所以应 该首先了解它的结构 分析故障的原因 科学使用 和定期的维护 这样才能让 铁牛 更好地为用户 服务 参考文越 I j8 M i n m f M 匕 H i m H 1 9 9 2 M i m M n n 1 t 垃 1 9 上捶第2 寰5 试验结果方差分析囊 丽磊丽 耳丽r l ii 霸i1 误差 7 9259 0 误差 4 9 0224 5 误差 23 721 1 8 两侧气压值的交互作用 吸种盘两侧气压值尸 在试验方案的气压范围内 排种盘转速对排 种性能影响最大 经方差分析可知 最优方案为 真空室气压值为0 0 2 M P a 排种器孔型为折变啦 形 排种盘转速为05 8 r s 即在真空压力为 0 0 2 M P a 播种机的T 作速度为6 k m l h 时 其播种 效果最佳 由试验过程及结果可知 排种盘转速超 过定值时 所